變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的應(yīng)用

馮明亮

國網(wǎng)寧夏電力有限公司超高壓公司，寧夏 銀川 750011

0 引言

隨著科技水平的提高，社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也越來越快，各個行業(yè)對電網(wǎng)的要求越來越高。隨著國家電力需求的增加，我國的變電站數(shù)量也在不斷增加。要建設(shè)和管理這些變電站，需要投入大量的人力和財力。應(yīng)用變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)可以實時監(jiān)控變電站的每一臺設(shè)備，同時能夠讓工作人員在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)變電站設(shè)備的故障，并在最短的時間內(nèi)解決問題。文章重點探討變電站自動化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，并提出了具有參考價值的建議，以期對今后的變電站自動化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的改造有所裨益。

1 變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的應(yīng)用背景

1.1 變電運(yùn)維輔助系統(tǒng)聯(lián)動性差

變電站的輔助平臺缺乏互聯(lián)性，需要采用現(xiàn)代化的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)輔助。有些變電站的消防、入侵報警、視頻監(jiān)控等部分獨(dú)立運(yùn)作，發(fā)生緊急事件時，一旦網(wǎng)絡(luò)連接被切斷，或者出現(xiàn)突發(fā)情況，這些設(shè)備就不能正常工作，它們之間的聯(lián)系會受到阻礙，只能投入大量的人力和時間來進(jìn)行人工監(jiān)測。這不但會影響變電站的安全，而且也會給員工帶來更大的工作量。

1.2 變電所難以實現(xiàn)自動化控制

一般情況下，工作人員采用溫度表對變電所周邊環(huán)境進(jìn)行測溫，然后根據(jù)溫度表顯示的溫度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。該方法不適合于變電所的實時監(jiān)測，尤其是在一些特殊情況下，難以達(dá)到較好的監(jiān)測效果。在此背景下，無法自動控制變電所溫度，也難以提高能量利用率。

1.3 安全設(shè)備不健全

在國內(nèi)的變電站中，通常采用的是機(jī)械鎖具，雖然這種鎖具的生產(chǎn)廠家較多，生產(chǎn)難度小，但是無法記錄具體的開啟時間，發(fā)生事故后難以追究責(zé)任[1]。

1.4 缺乏健全的反偷盜措施

受諸多因素的制約，國內(nèi)很多大型變電站都建造在偏遠(yuǎn)地區(qū)，導(dǎo)致部分變電站存在失竊問題。目前，部分變電站采用的監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還較為落后，即通過監(jiān)控設(shè)備記錄盜竊的過程。由于缺乏有效的警報措施，很難阻止或干擾盜竊行為，不能保障變電站的正常工作。

2 變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)概述

2.1 變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的特點

2.1.1 維穩(wěn)性

將智能技術(shù)運(yùn)用到變電站中，可以實現(xiàn)對機(jī)器設(shè)備的數(shù)字化控制。在實際運(yùn)行過程中，合理地分析和執(zhí)行有關(guān)調(diào)度指令，能保證機(jī)器設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。在變電運(yùn)維中，采用智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，創(chuàng)新了傳統(tǒng)的設(shè)備管理方式，并通過引進(jìn)先進(jìn)的智能設(shè)備，保證了電力系統(tǒng)的自動化運(yùn)行和維護(hù)，從而為變電站的整體穩(wěn)定運(yùn)行打下了良好的基礎(chǔ)[2]。

2.1.2 自動化

在變電站的運(yùn)行過程中，要實現(xiàn)對變電站的自動管理，通常要做到兩點：一是設(shè)備的管理，二是變電站的經(jīng)營。設(shè)備的管理，主要是通過各種信息平臺，借助信息化的方式融合變電站內(nèi)的各種數(shù)據(jù)和信息，以此實現(xiàn)相關(guān)電氣設(shè)備的管理，保證整個變電站的集成。利用智能技術(shù)，強(qiáng)化了數(shù)字平臺的構(gòu)建，進(jìn)而保證了電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證了電網(wǎng)的整體穩(wěn)定性和安全性；同時，還可以優(yōu)化變電站，提高電網(wǎng)的質(zhì)量和效率。

2.2 變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的優(yōu)點

2.2.1 降低成本

以110 kV 變電站為例，使用智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，維修費(fèi)用僅為30 萬元，保養(yǎng)費(fèi)用為150 萬元。

2.2.2 實現(xiàn)系統(tǒng)的集中管理

變電站的網(wǎng)絡(luò)異常診斷主要有站控層網(wǎng)絡(luò)異常診斷、過程層網(wǎng)絡(luò)異常診斷。通過CAD 模式的對比，實現(xiàn)了對遠(yuǎn)程動態(tài)信息的實時審核，以及系統(tǒng)的集中管理。變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)充分利用原有設(shè)備，可以使原有設(shè)備在日常維修中與系統(tǒng)直接連接。

2.2.3 提高運(yùn)維效率

變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)利用先進(jìn)的可視化技術(shù)監(jiān)測相關(guān)內(nèi)容，并對內(nèi)部環(huán)境、退出時間、狀態(tài)信息、設(shè)備資源信息、人員管理信息等遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。采用智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，不但能夠提高設(shè)備的檢查質(zhì)量，而且能夠極大地提高變電站的操作效率和維修效率，降低設(shè)備的操作工人和維修工人的勞動強(qiáng)度。

2.2.4 遠(yuǎn)程處理各種事故

變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)使用VNC 技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像操作，進(jìn)行遠(yuǎn)程重置和緊急處理。當(dāng)發(fā)生緊急事故時，智能遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)可以在最短的時間內(nèi)檢測事故現(xiàn)場的設(shè)備，并能根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，分析和判斷事故的原因，從而采取相應(yīng)的對策。

盡管變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)具有上述優(yōu)勢，但該系統(tǒng)的技術(shù)水平較高，還有待進(jìn)一步的研究和實踐。

2.3 變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)組網(wǎng)方案及組織結(jié)構(gòu)

在工藝結(jié)構(gòu)層面上，智能化系統(tǒng)可以分為保護(hù)層、監(jiān)控層和測控設(shè)備層。保護(hù)層包括變壓器、隔離開關(guān)、變壓器、斷路器等一次設(shè)備；監(jiān)控層包括系統(tǒng)測控裝置、監(jiān)測裝置、保護(hù)裝置等二次設(shè)備；測控設(shè)備層包括控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)，可以有效地管理整個系統(tǒng)中的所有先進(jìn)的智能設(shè)備，從而實現(xiàn)智能化運(yùn)行。通過智能化系統(tǒng)技術(shù)可以實現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)測，并協(xié)助完成數(shù)據(jù)采集和交互[3]。智能變電站的功能可以分為基本功能和高級功能，包括智能變電站巡檢、智能設(shè)備監(jiān)控、系統(tǒng)自檢等。智能變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)主要是在原有的變電站的運(yùn)行和管理中添加智能功能，使其運(yùn)行管理更加便捷。

2.3.1 系統(tǒng)組網(wǎng)方案

變電站智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)由變電站與運(yùn)檢中心兩級聯(lián)網(wǎng)，可以實現(xiàn)對變電運(yùn)行的智能化、遠(yuǎn)程管理。各分站運(yùn)行檢驗裝置的主要功能是收集變電站的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并進(jìn)行一些基礎(chǔ)的分析，以及報警、聯(lián)動等；主站的監(jiān)控中心主要負(fù)責(zé)對各個變電站的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)管理，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析，編制報告，以及管理日常的運(yùn)檢業(yè)務(wù)。智能變電站的遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)必須具備獨(dú)立的工作能力，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)突然中斷時，系統(tǒng)需要繼續(xù)工作；系統(tǒng)必須將所有的數(shù)據(jù)和結(jié)果都保存在本地，這樣系統(tǒng)才能在聯(lián)網(wǎng)后自動補(bǔ)充歷史數(shù)據(jù)。

2.3.2 系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)

通常來說，變電站的監(jiān)控、消防、入侵報警等設(shè)備都相對獨(dú)立，如果出現(xiàn)了一些意外事故，這些設(shè)備之間的交流會出現(xiàn)問題。為此，將“支持二級組網(wǎng)”理念引入變電站的智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，對變電站內(nèi)部的各個獨(dú)立設(shè)備進(jìn)行智能化的監(jiān)測與管理。在主站設(shè)立監(jiān)測中心，統(tǒng)計和分析全站的數(shù)據(jù)，并匯報結(jié)果，管理運(yùn)檢業(yè)務(wù)。該系統(tǒng)能在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時獨(dú)立工作，并能及時獲得和維護(hù)局域網(wǎng)資料，從而改善變電站的運(yùn)營管理。

3 變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的應(yīng)用策略

3.1 變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的整體應(yīng)用思路

使用變電運(yùn)維智能監(jiān)控系統(tǒng)使，員工必須認(rèn)清二級網(wǎng)絡(luò)的核心，并嚴(yán)密監(jiān)控運(yùn)行監(jiān)控中心和變電層。首先在變電站一側(cè)設(shè)立分站運(yùn)行檢驗單元，用于采集數(shù)據(jù)信息、啟動報警聯(lián)動機(jī)制。監(jiān)測中心的主站主要承擔(dān)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)管理和報表輸出等功能。確保該系統(tǒng)具有獨(dú)立的保護(hù)功能，使得變電站各部件在發(fā)生故障時仍然能正常工作，并能保持局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)和信息的完整性[4]。

3.2 充分利用各種設(shè)備

根據(jù)變電站的具體情況，可以初步推測，要建立變電作業(yè)智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，必須按下列步驟來保證設(shè)備的安全性。

（1）工作人員利用室外球機(jī)管理設(shè)備和刀閘的開啟、關(guān)閉，查看變壓器油溫表數(shù)據(jù)狀態(tài)。使用槍機(jī)，監(jiān)測SF6 開關(guān)和泄漏電流表的變化，從而達(dá)到監(jiān)測儀表的目的；同時，工作人員也可以將錄音機(jī)放置在開關(guān)室內(nèi)，利用拾音器采集音頻，分析儀器的運(yùn)行狀況，從而第一時間發(fā)現(xiàn)異常。

（2）工作人員需要通過各種儀器監(jiān)控主控室。具體來說，主控室可以容納的儀器有1 臺空調(diào)控制器、2 臺浸水傳感器、2 臺球機(jī)、4 臺槍械、1 臺溫度傳感器等。通過這些儀器，可以監(jiān)控主控系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并實時監(jiān)控溫度環(huán)境。

（3）工作人員可以利用球機(jī)和煙感來監(jiān)視電纜間的狀況。如果發(fā)現(xiàn)有煙霧，煙感會立刻報警，以便對電纜房進(jìn)行監(jiān)視。員工可以在開關(guān)內(nèi)部設(shè)置一個電阻器，定期查看電池的實際狀態(tài)，并利用攝像機(jī)等裝置監(jiān)測電池的外觀和異常；員工可利用一體化攝像機(jī)實時監(jiān)視10 kV 開關(guān)，并在開關(guān)柜后面裝上照相機(jī)，實時監(jiān)測開關(guān)。

（4）工作人員可以在配電房中設(shè)置煙感、SF6 等感應(yīng)器，對房間內(nèi)的煙氣進(jìn)行實時監(jiān)控，使變電站管理現(xiàn)代化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化。一次設(shè)備外觀、閘刀開關(guān)的開合都是由戶外球機(jī)來完成。工作人員需要采用戶外球機(jī)檢測這一環(huán)節(jié)的變壓器油、齒輪油位，并利用嚴(yán)密監(jiān)測機(jī)具對能量儲存狀況。

（5）工作人員可以使用收集器來監(jiān)控房間里的聲音，判斷房間的工作狀況。同時，通過傳感器、智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、控制中心提醒系統(tǒng)等，及時提供數(shù)據(jù)，從而提高變電站運(yùn)維管理與控制的智能化程度。

3.3 加強(qiáng)蓄電池室的管理和監(jiān)控

在蓄電池室的管理和監(jiān)控部分，除了安裝電池電壓內(nèi)阻測試模塊，還可以對電池進(jìn)行監(jiān)控和管理，并可在變電站蓄電池室內(nèi)設(shè)置空調(diào)控制模塊，對其進(jìn)行管理和調(diào)整。例如，如果開關(guān)室是10 kV 的標(biāo)準(zhǔn)，那么就可以設(shè)置兩個監(jiān)控系統(tǒng)和控制模塊，對室內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，并利用感應(yīng)器檢測房間內(nèi)的煙霧、火災(zāi)、高溫等情況。當(dāng)出現(xiàn)煙霧、火災(zāi)時，自動觸發(fā)警報，并激活相應(yīng)的控制功能，從而使變電站運(yùn)行更加規(guī)范化、科技化。通過這種方法，可以有效地改善變電站的運(yùn)行管理，提高其工作效率和控制能力，并且提高其運(yùn)行管理的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

4 變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的應(yīng)用展望

變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)是當(dāng)今社會飛速發(fā)展的結(jié)果，是科技與成熟的變電運(yùn)維方式的結(jié)合和創(chuàng)新。應(yīng)用智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)無須更換大量的電力設(shè)施，只需將原有的變電站與調(diào)度系統(tǒng)相連，并確保其正常運(yùn)行，即可實現(xiàn)對變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)測和管理，從而大大節(jié)約了人力資源，提高了工作效率和監(jiān)督質(zhì)量。在實際工作中，由于種種原因，造成了變電站的各類故障。在這種情況下，通過對設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測，可以快速獲得故障的原因，對故障進(jìn)行智能分析，并啟動預(yù)警功能，使工作人員快速發(fā)現(xiàn)并解決問題，保證了變電站運(yùn)行的穩(wěn)定、可靠。變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)非常高校。隨著變電站對該系統(tǒng)的需求越來越高，需要對該系統(tǒng)不斷地進(jìn)行研究和開發(fā)，以便其擁有更大的發(fā)展空間[5]。

5 結(jié)束語

隨著市場經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，全國各地的能源供需矛盾越來越嚴(yán)重。變電運(yùn)維智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)是以現(xiàn)有變電站的影像與環(huán)境監(jiān)測為基礎(chǔ)，利用智能化的手段和信息化技術(shù)，更新變電站智能化管理系統(tǒng)軟件、硬件設(shè)施、實時監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，并結(jié)合變電站的操作檢驗規(guī)范和程序，為變電站的運(yùn)行檢查提供技術(shù)支持。在變電站的運(yùn)行維護(hù)中，采用智能化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)，可以極大地提高電力系統(tǒng)的工作效率，確保變電站的安全、有序、高效、安全。